隋毅松 王傳民 李雨庭

（1.水利部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所，浙江 杭州310012；2.杭州江河機(jī)電裝備工程有限公司，浙江 杭州310012）

0 引言

橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)是使用最廣泛的起重機(jī)，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭、水利水電以及物流周轉(zhuǎn)等部門和場(chǎng)所。作為起重機(jī)的重要組成部分，鋼結(jié)構(gòu)約占起重機(jī)總量的40%～90%，其制造質(zhì)量直接決定起重機(jī)的安全和品質(zhì)。主梁作為梁式起重機(jī)的主要受力鋼結(jié)構(gòu)件，其制造質(zhì)量更是評(píng)價(jià)整個(gè)起重機(jī)制造質(zhì)量最重要的因素之一。梁式起重機(jī)在起吊重物時(shí)，由于彈性變形會(huì)使主梁產(chǎn)生下?lián)?。下?lián)狭窟^大，會(huì)對(duì)主梁兩側(cè)的支腿或運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)造成不利的影響，具體可引起小車運(yùn)行阻力增大、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)主動(dòng)軸彎曲損壞及主梁受力失穩(wěn)等嚴(yán)重后果。起重機(jī)主梁成均勻向上拱起的形狀，稱上拱度。主梁制成一定上拱的形狀，在起吊重物過程中可以減少主梁向下的撓曲量，是改善支腿或運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)的有效方法。

根據(jù)GB／T14405—2011《通用橋式起重機(jī)》、GB／T14406—2011《通用門式起重機(jī)》中的規(guī)定，主梁應(yīng)有上拱度并且應(yīng)滿足以下要求：起重機(jī)做靜載試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)能承受1.25倍額定起重量的試驗(yàn)載荷，其主梁不應(yīng)產(chǎn)生永久變形。靜載試驗(yàn)后的主梁：當(dāng)空載小車在極限位置時(shí)，上拱最高點(diǎn)應(yīng)在跨度中部S／10范圍內(nèi)，其值不應(yīng)小于（0.7／1 000）S。根據(jù)長(zhǎng)期以來(lái)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一般對(duì)主梁的上拱度f(wàn)g要求為：

式中，L1為起重機(jī)主梁懸臂長(zhǎng)度（mm）。

但由于在制造起重機(jī)主梁時(shí)，箱型主梁上部焊縫數(shù)量多于下部，所以主梁焊后易產(chǎn)生下?lián)?；同時(shí)主梁是長(zhǎng)而細(xì)的構(gòu)件，自重也會(huì)引起主梁下?lián)?，因此為保證制造出達(dá)到設(shè)計(jì)要求上拱度的主梁，就必須加大主梁腹板下料的拱度值。主梁腹板實(shí)際下料時(shí)的拱度值，我們稱之為預(yù)拱度。預(yù)拱度的大小可根據(jù)主梁不同的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行理論計(jì)算或估算。

1 主梁跨中腹板預(yù)拱度計(jì)算

主梁跨中腹板下料預(yù)拱度可按下式計(jì)算：

對(duì)于偏軌箱形梁，由于鋼軌焊接或軌道壓板焊接都在主梁主腹板位置的上蓋板上，且主腹板與上蓋板的焊縫是雙面焊，比副腹板多焊一道焊縫，焊后主腹板的下?lián)弦雀备拱宕?，通常主腹板下料預(yù)拱值要比副腹板大（b為上蓋板寬度），主腹板上部焊縫多取大值。

在實(shí)際生產(chǎn)中，起重機(jī)主梁腹板下料拱度值可采用估算方法，即根據(jù)圖樣主梁截面、焊縫的分布情況及工藝過程，按積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。對(duì)不同廠家的圖樣、工藝過程、焊接方法和焊接順序，主梁腹板預(yù)制的拱度和翹度也不同。根據(jù)工廠的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)5～50t橋式和門式起重機(jī)箱形主梁腹板下料預(yù)拱度估算值列于表1，供參考。對(duì)偏軌箱形梁只需先估計(jì)出主腹板的預(yù)拱度f(wàn)，就可得出副腹板預(yù)拱度主主腹板上部焊縫多取大值。

起重量較大的起重機(jī)設(shè)計(jì)主梁截面剛性較大，主梁變形較小。對(duì)于起重量大于50t的偏軌箱形主梁，主腹板下料拱度10。單腹板主梁的腹板下料拱度為S／700；桁架式起重機(jī)的單片桁架在平臺(tái)上放地樣也可按S／700預(yù)制拱度。具體如表1所示。

表1 起重機(jī)箱形主梁腹板下料預(yù)拱度估算值

2 主梁懸臂端腹板下料預(yù)翹度計(jì)算

門式起重機(jī)和裝卸橋等主梁懸臂端主腹板下料上翹度f(wàn)′主按下式計(jì)算：

f′主值實(shí)際上按下述方法計(jì)算：

由于門式起重機(jī)偏軌箱形梁主梁上、下焊縫分布比較對(duì)稱，對(duì)通常采取的肋板與上蓋板焊縫在組成Π形梁后焊接的方法，主梁上部軌道壓板焊縫和小肋板焊縫引起懸臂上翹的傾向與自重引起的懸臂端下?lián)系膬A向基本相同，懸臂端腹板下料翹度值可按技術(shù)條件要求的L1／350估算。對(duì)于肋板與上蓋板焊縫焊完后再組裝兩腹板的情況，腹板下料翹度值為：

式中，K″為翹度下料修正系數(shù)。

對(duì)起重量較大的懸臂長(zhǎng)度較小的可取5～10mm；對(duì)起重量較小的懸臂較長(zhǎng)的可取15～20mm。

副腹板下料翹度（f′副）比主腹板大8～12mm。

單腹板主梁懸臂端腹板下料上翹度也可取L1／350。主、副桁架單片在平臺(tái)上放地樣時(shí)懸臂端上翹度f(wàn)′也取L1／350。

3 結(jié)語(yǔ)

本文提供了一個(gè)起重機(jī)主梁腹板下料預(yù)拱度的估算方法。按此方法可以簡(jiǎn)單地估算出腹板拱度曲線中的最大值（fmax）。但需要強(qiáng)調(diào)的是，整個(gè)主梁腹板拱度曲線是否合理，除與fmax有關(guān)外，還與主梁所采用的預(yù)拱度曲線形式有關(guān)。正確確定fmax，同時(shí)使整根主梁上各點(diǎn)的拱度值按某一類型的曲線合理分布，并通過工藝控制減少焊接變形，那么一根理想的承載主梁便是可期的。